Что такое «парниковый эффект»

Загрязнение атмосферы и её экологические последствия

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду различными способами - от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различных систем жизнеобеспечения организма. Во многих случаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регуляторные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние, и в результате гомеостатические механизмы не срабатывают.

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серьезными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных.

Пыль, содержащая диоксид кремния (Si02), вызывает тяжелое заболевание легких - силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если они содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной массы.

Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа): при остром отравлении возможен летальный исход. Благодаря низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он не вызывает массовых отравлений, хотя и опасен для страдающих сердечнососудистыми заболеваниями.

Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными по объему выбросами, как свинец, бензапирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т.д.

Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода. Тяжелые последствия в организме живых существ вызывает ядовитая смесь дыма, тумана и пыли - смог. Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип).

Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при отсутствии ветра и температурной инверсии (повышение, вместо понижения, температуры воздуха в интервале 300-400 м от поверхности земли). В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В 1952г. В Лондоне погибло от смога с 3 по 9 декабря более 4 тыс. человек, до 10 тыс. человек тяжело заболели.

Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, возникает летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, перенасыщенный выхлопными газами автомобилей, например, в таких городах как Лос-Анджелес (США), где более 4 млн. автомобилей выбрасывают свыше тысячи тонн оксидов азота в сутки. При безветрии в воздухе идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей - фотооксидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. Только в одном городе Токио смог вызвал отравлений 10 тыс. человек в 1970 г. и 28 тыс. - в 1971 г. По официальным данным, в Афинах в дни смога смертность выше чем обычно в 6 раз. В некоторых наших городах, расположенных в низинах, в связи со стремительным увеличением автотранспортных средств, вероятность образования фотохимического смога весьма велика.

Антропогенные выбросы загрязняющих веществ в больших концентрациях и в течение длительного времени наносят большой вред не только человеку, но и остальной биоте. Известны случаи массового отравления диких животных, особенно птиц и насекомых, при выбросах вредных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых). Так, например, установлено, что при оседании на медоносных растениях некоторых токсичных видов пыли наблюдается заметное повышение смертности пчел. Находящаяся в атмосфере ядовитая пыль поражает органы дыхания животных, а съеденная вместе с растениями - органы пищеварения.

Что касается растений, то выбросы вредных веществ действуют как непосредственно на их зеленые части, попадая через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру клеток, так и через почву - на корневую систему. Например, загрязнение почвы пылью токсичных металлов, особенно в соединении с серной кислотой, губительно действует на корневую систему, а через нее и на все растение. Загрязняющие газообразные вещества по-разному влияют на состояние растительности. Одни из них (оксид углерода, этилен и др.) лишь слабо повреждают листья, хвоинки, побеги, другие (диоксид серы, хлор, пары ртути, аммиак, цианистый водород и др.)- действуют на них губительно. Особенно опасен для растений диоксид серы (SO2), под воздействием которого прекращается фотосинтез и гибнут многие деревья, особенно хвойные: сосны, ели, пихты, кедр.

Способность растительности к восстановлению во многом зависит от видового состава оставшейся зеленой массы и общего состояния природных экосистем. Однако есть загрязнители, например, кадмиевая соль, невысокие концентрации которых не только не вредят растениям, но и стимулируют прорастание семян, прирост древесины, рост некоторых органов растений.

Что такое «парниковый эффект»

«Парниковый эффект», наряду с нарушением озонового слоя и кислотными дождями, вызван глобальным техногенным загрязнением атмосферы. Многие ученые рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности. Со второй половины XIX в. наблюдается постепенное повышение среднегодовой температуры, что связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» - диоксида углерода, метана, фреонов, озона, оксида азота и др.

Парниковые газы, и в первую очередь С02, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли, и атмосфера, насыщенная ими, действует как крыша теплицы. Она, пропуская внутрь большую часть солнечного излучения, почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

В связи со сжиганием человеком все большего количества ископаемого топлива (ежегодно более 9 млрд. т. условного топлива) концентрация С02 в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов), метана, в меньшей степени - оксида азота.

«Парниковый эффект» является причиной роста средней глобальной температуры воздуха у земной поверхности. Так, в 1988 г. среднегодовая температура оказалась на 0,4°С выше, чем в 1950-1980 гг., а к 2005 г. ученые прогнозируют ее повышение на 1,3°С. В докладе Международной группы ООН по проблемам климатических изменений утверждается, что к 2100 г. температура на Земле увеличится на 2-4 градуса. Масштабы потепления за этот относительно короткий срок будут сопоставимы с потеплением, произошедшим на Земле после ледникового периода, а значит, экологические последствия могут быть катастрофическими. В первую очередь это связано с повышением уровня Мирового океана, вследствие таяния полярных льдов, сокращения площадей горного оледенения и т.д. Повышение уровня океана всего лишь на 0,5-2,0 м. к концу XXI в., приведет к нарушению климатического равновесия, затоплению приморских равнин в более чем 30 странах, деградации многолетнемерзлых пород, заболачиванию обширных территорий и т.п.

Однако ряд ученых видят в предполагаемом глобальном потеплении климата и положительные экологические последствия: увеличение интенсивности фотосинтеза вследствие повышения концентрации С02 и возрастание увлажнения климата, Эти изменения могут привести к увеличению продуктивности как естественных фитоценозов, так и агроценозов. Другие ученые считают, что вообще наблюдающееся в последнее столетие потепление климата на 0,3-0,6°С могло быть обусловлено природной изменчивостью ряда климатических факторов.

В связи с этими данными академик К. Я. Кондратьев (1993) считает, что нет никаких оснований для выдвижения задачи по сокращению выбросов парниковых газов, как центральной в проблеме предотвращения нежелательных изменений глобального климата. По его мнению, важнейшим фактором антропогенного воздействия на глобальный климат является деградация биосферы, а следовательно, в первую очередь необходимо заботиться о сохранении биосферы как основного фактора глобальной экологической безопасности.

Данилов-Данильян, Горшков и др. (1995) считают, что человек разрушил или сильно нарушил на 60% суши нормальное функционирование естественных сообществ организмов. В результате из биогенного круговорота веществ изъята значительная их масса, которая ранее затрачивалась биотой на стабилизацию климатических условий. Деградированная, резко снизившая свою ассимилирующую емкость, биосфера становится важнейшим источником повышенного выброса в атмосферу диоксида углерода и других парниковых газов.

На Международной конференции в Торонто (Канада) в 1985 г. перед энергетикой всего мира была поставлена задача сократить к 2005 г. на 20% промышленные выбросы углерода в атмосферу. На конференции ООН в Киото (Япония) в 1997 г. подтвержден установленный ранее барьер для выбросов парниковых газов. Но очевидно, что ощутимый экологический эффект может быть получен лишь при сочетании этих мер с глобальным направлением экологической политики - максимально возможным сохранением сообществ организмов, природных экосистем и всей биосферы Земли.